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 * @lc app=leetcode.cn id=99 lang=cpp
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 * [99] 恢复二叉搜索树
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 * https://leetcode.cn/problems/recover-binary-search-tree/description/
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 * algorithms
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 * Testcase Example:  '[1,3,null,null,2]'
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 * 给你二叉搜索树的根节点 root ，该树中的 恰好 两个节点的值被错误地交换。请在不改变其结构的情况下，恢复这棵树 。
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 * 示例 1：
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 * 输入：root = [1,3,null,null,2]
 * 输出：[3,1,null,null,2]
 * 解释：3 不能是 1 的左孩子，因为 3 > 1 。交换 1 和 3 使二叉搜索树有效。
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 * 示例 2：
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 * 输入：root = [3,1,4,null,null,2]
 * 输出：[2,1,4,null,null,3]
 * 解释：2 不能在 3 的右子树中，因为 2 < 3 。交换 2 和 3 使二叉搜索树有效。
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 * 提示：
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 * 树上节点的数目在范围 [2, 1000] 内
 * -2^31 <= Node.val <= 2^31 - 1
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 * 进阶：使用 O(n) 空间复杂度的解法很容易实现。你能想出一个只使用 O(1) 空间的解决方案吗？
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// @lc code=start
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
// Definition for a binary tree node.
struct TreeNode {
    int val;
    TreeNode *left;
    TreeNode *right;
    TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
    TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
    TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
};

class Solution {
public:
    void recoverTree(TreeNode *root) {
        TreeNode *mistake1 = nullptr;
        TreeNode *mistake2 = nullptr;
        TreeNode *prev = nullptr;
        inOrder(root, mistake1, mistake2, prev);
        if (mistake1 && mistake2) {
            swap(mistake1->val, mistake2->val);
        }
    }
    // 辅函数
    void inOrder(TreeNode *root, TreeNode *&mistake1, TreeNode *&mistake2, TreeNode *&prev) {
        if (!root) {
            return;
        }
        if (root->left) {
            inOrder(root->left, mistake1, mistake2, prev);
        }
        if (prev && root->val < prev->val) {
            if (!mistake1) {
                mistake1 = prev;
                mistake2 = root;
            }
            else {
                mistake2 = root;
            }
            cout << mistake1->val;
            cout << mistake2->val;
        }
        prev = root;
        if (root->right) {
            inOrder(root->right, mistake1, mistake2, prev);
        }
    }
};
// @lc code=end
